JPH0639923B2 - 層状給気エンジン - Google Patents
層状給気エンジンInfo
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- JPH0639923B2 JPH0639923B2 JP58138488A JP13848883A JPH0639923B2 JP H0639923 B2 JPH0639923 B2 JP H0639923B2 JP 58138488 A JP58138488 A JP 58138488A JP 13848883 A JP13848883 A JP 13848883A JP H0639923 B2 JPH0639923 B2 JP H0639923B2
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- fuel supply
- load
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D33/00—Controlling delivery of fuel or combustion-air, not otherwise provided for
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/30—Controlling fuel injection
- F02D41/32—Controlling fuel injection of the low pressure type
- F02D41/34—Controlling fuel injection of the low pressure type with means for controlling injection timing or duration
- F02D41/345—Controlling injection timing
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B75/00—Other engines
- F02B75/12—Other methods of operation
- F02B2075/125—Direct injection in the combustion chamber for spark ignition engines, i.e. not in pre-combustion chamber
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/40—Engine management systems
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、層状給気エンジンに関するものである。
（従来技術） 従来、一般に使用されている絞り弁付きエンジンにおい
ては、アクセル操作に連動する絞り弁によって吸気通路
を開閉し、燃焼室に供給する混合気量（充填量）を調整
してエンジン出力を制御するようにしている。しかし
て、上記のような絞り弁付きエンジンでは、絞り弁の絞
り作動に伴って大きな吸気負圧が発生し、これによりポ
ンピングロスが生じ燃費性を悪化させる問題がある。
ては、アクセル操作に連動する絞り弁によって吸気通路
を開閉し、燃焼室に供給する混合気量（充填量）を調整
してエンジン出力を制御するようにしている。しかし
て、上記のような絞り弁付きエンジンでは、絞り弁の絞
り作動に伴って大きな吸気負圧が発生し、これによりポ
ンピングロスが生じ燃費性を悪化させる問題がある。
また、通常、燃費性、エミッション性を向上する目的か
らできるだけ希薄な混合気で運転を行おうとすると、着
火可能な混合気の空燃比には限界があり、全体としてこ
れ以上の希薄混合気燃焼を実現することはできない。こ
れに対し、負荷に応じて燃焼室に供給する燃料のうち着
火に必要な燃料だけを着火装置の近傍に偏在させて、こ
の部分のみの空燃比を濃くして着火性を向上した層状燃
焼を行うようにして、全体として希薄燃焼が実現できる
層状給気エンジンが、例えば特開昭４９−６２８０７
号、特開昭４９−１２８１０９号に見られるように公知
である。
らできるだけ希薄な混合気で運転を行おうとすると、着
火可能な混合気の空燃比には限界があり、全体としてこ
れ以上の希薄混合気燃焼を実現することはできない。こ
れに対し、負荷に応じて燃焼室に供給する燃料のうち着
火に必要な燃料だけを着火装置の近傍に偏在させて、こ
の部分のみの空燃比を濃くして着火性を向上した層状燃
焼を行うようにして、全体として希薄燃焼が実現できる
層状給気エンジンが、例えば特開昭４９−６２８０７
号、特開昭４９−１２８１０９号に見られるように公知
である。
しかるに、上記公知の層状給気エンジンにおいては、着
火装置まわりに供給する着火用燃料は負荷に関係なく一
定とし、この着火用燃料の供給と同時に負荷に応じた量
の分散燃料を供給するようにしているものであり、常用
運転領域である低負荷域においては、上記分散燃料の供
給は少なく、着火装置近傍に偏在している着火用燃料以
外の燃焼室全体に分散している燃料の空燃比は、燃焼限
界を越えて非常に薄い状態である。よって、この過薄な
分散燃料は着火燃焼することなくそのまま排出され、燃
費性、エミッション性を低下させることから、このよう
な低負荷時には絞り弁を絞って吸入空気量を減少し、分
散燃料の空燃比を燃焼可能な状態にまで濃くしている。
このように、分散燃料の燃焼を確保するために絞り弁を
必要としていることから、この絞り弁の閉作動による前
記ポンピングロスが依然として大きいものである。
火装置まわりに供給する着火用燃料は負荷に関係なく一
定とし、この着火用燃料の供給と同時に負荷に応じた量
の分散燃料を供給するようにしているものであり、常用
運転領域である低負荷域においては、上記分散燃料の供
給は少なく、着火装置近傍に偏在している着火用燃料以
外の燃焼室全体に分散している燃料の空燃比は、燃焼限
界を越えて非常に薄い状態である。よって、この過薄な
分散燃料は着火燃焼することなくそのまま排出され、燃
費性、エミッション性を低下させることから、このよう
な低負荷時には絞り弁を絞って吸入空気量を減少し、分
散燃料の空燃比を燃焼可能な状態にまで濃くしている。
このように、分散燃料の燃焼を確保するために絞り弁を
必要としていることから、この絞り弁の閉作動による前
記ポンピングロスが依然として大きいものである。
（発明の目的） そこで、本発明は上記事情に鑑み、着火装置のまわりに
燃料を偏在させて着火性を向上する層状燃焼を行うとと
もに、ポンピングロスを低減して燃費性をさらに向上し
た層状給気エンジンを提供することを目的とするもので
ある。
燃料を偏在させて着火性を向上する層状燃焼を行うとと
もに、ポンピングロスを低減して燃費性をさらに向上し
た層状給気エンジンを提供することを目的とするもので
ある。
（発明の構成） 本発明の層状給気エンジンは、副室を持たないオープン
チャンバ形状の燃焼室と、燃焼室内に配設された着火装
置と、燃焼室に臨んで配設され上記着火装置まわりに燃
料を成層供給する第１燃料供給手段と、燃焼室内に燃料
を分散供給する第２燃料供給手段と、吸入空気量を規制
するアクセルと非連動の吸気絞り弁と、エンジンの要求
負荷を検出する負荷検出手段と、上記負荷検出手段の信
号を受けて前記第１燃料供給手段、第２燃料供給手段お
よび吸気絞り弁の作動を制御する制御手段とを備え、該
制御手段は、設定負荷以下の運転域では吸気絞り弁を開
いて各吸気行程での吸入空気量を一定とするとともに、
第２燃料供給手段による燃料供給を停止し、負荷の増加
に応じて第１燃料供給手段からの燃料供給量を増加して
出力制御を行う一方、上記設定負荷を越えると第１燃料
供給手段による燃料供給量を減少させて実質的に停止状
態とするとともに、上記設定負荷近傍の負荷以上におい
て第２燃料供給手段からの燃料供給を開始し分散供給に
切換え、負荷の増加とともに第２燃料供給手段による燃
料供給量を増加して出力制御を行うことを特徴とするも
のである。
チャンバ形状の燃焼室と、燃焼室内に配設された着火装
置と、燃焼室に臨んで配設され上記着火装置まわりに燃
料を成層供給する第１燃料供給手段と、燃焼室内に燃料
を分散供給する第２燃料供給手段と、吸入空気量を規制
するアクセルと非連動の吸気絞り弁と、エンジンの要求
負荷を検出する負荷検出手段と、上記負荷検出手段の信
号を受けて前記第１燃料供給手段、第２燃料供給手段お
よび吸気絞り弁の作動を制御する制御手段とを備え、該
制御手段は、設定負荷以下の運転域では吸気絞り弁を開
いて各吸気行程での吸入空気量を一定とするとともに、
第２燃料供給手段による燃料供給を停止し、負荷の増加
に応じて第１燃料供給手段からの燃料供給量を増加して
出力制御を行う一方、上記設定負荷を越えると第１燃料
供給手段による燃料供給量を減少させて実質的に停止状
態とするとともに、上記設定負荷近傍の負荷以上におい
て第２燃料供給手段からの燃料供給を開始し分散供給に
切換え、負荷の増加とともに第２燃料供給手段による燃
料供給量を増加して出力制御を行うことを特徴とするも
のである。
（発明の効果） 設定負荷以下の常用運転領域である低・中負荷域におい
ては、成層用の第１燃料供給手段によって燃焼室内の着
火装置まわりに負荷に対応した量の燃料を噴射供給して
層状燃焼を行い、しかも、その燃焼がオープンチャンバ
形状の燃焼室で行われ、ピストンに与える仕事の効率が
良く空燃比がより希薄化でき、さらに、この運転域では
絞り弁によって吸気通路を絞ることなく吸入空気量を一
定としたことにより、層状燃焼による燃費性向上に加え
て、ポンピングロスの低減を図ってより一層の燃費性を
向上している。一方、設定負荷を越えた運転域において
は、第１燃料供給手段による成層用燃料供給を減少して
実質的に停止状態とするとともに、第２燃料供給手段に
よる燃料の分散供給に切換えて均一燃焼を行い、しか
も、その燃焼がオープンチャンバ形状の燃焼室で行わ
れ、ピストンに対して効率良く仕事量に変換され、スモ
ークの発生を伴うことなく良好な高出力運転を確保する
ことができる。
ては、成層用の第１燃料供給手段によって燃焼室内の着
火装置まわりに負荷に対応した量の燃料を噴射供給して
層状燃焼を行い、しかも、その燃焼がオープンチャンバ
形状の燃焼室で行われ、ピストンに与える仕事の効率が
良く空燃比がより希薄化でき、さらに、この運転域では
絞り弁によって吸気通路を絞ることなく吸入空気量を一
定としたことにより、層状燃焼による燃費性向上に加え
て、ポンピングロスの低減を図ってより一層の燃費性を
向上している。一方、設定負荷を越えた運転域において
は、第１燃料供給手段による成層用燃料供給を減少して
実質的に停止状態とするとともに、第２燃料供給手段に
よる燃料の分散供給に切換えて均一燃焼を行い、しか
も、その燃焼がオープンチャンバ形状の燃焼室で行わ
れ、ピストンに対して効率良く仕事量に変換され、スモ
ークの発生を伴うことなく良好な高出力運転を確保する
ことができる。
（実施例） 以下、図面により本発明の実施例を説明する。
第１図に示すエンジンにおいて、１はピストン２の上方
に形成された副室を持たない一般のオープンチャンバ形
状の燃焼室、３は該燃焼室１に吸入空気を導入する吸気
通路、４は燃焼室１から排気ガスを導出する排気通路、
５は吸気弁、６は排気弁、７は排気通路４に介装された
触媒装置をそれぞれ示している。
に形成された副室を持たない一般のオープンチャンバ形
状の燃焼室、３は該燃焼室１に吸入空気を導入する吸気
通路、４は燃焼室１から排気ガスを導出する排気通路、
５は吸気弁、６は排気弁、７は排気通路４に介装された
触媒装置をそれぞれ示している。
上記燃焼室１には、点火プラグによる着火装置８が配設
されるとともに、この着火装置８のまわりに燃料を供給
する成層用燃料噴射ノズル９が配設され、この成層用燃
料噴射ノズル９には燃料噴射ポンプ１０が接続されて第
１燃料供給手段１１が構成されている。
されるとともに、この着火装置８のまわりに燃料を供給
する成層用燃料噴射ノズル９が配設され、この成層用燃
料噴射ノズル９には燃料噴射ポンプ１０が接続されて第
１燃料供給手段１１が構成されている。
一方、上記吸気通路３には、燃焼室１内に燃料を分散供
給する分散用燃料噴射ノズル１２による第２燃料供給手
段１３が介装されるとともに、この分散用燃料噴射ノズ
ル１２の下流には絞り弁１４が配設され、この絞り弁１
４にはその開閉作動を行うアクチュエータ１５（アクセ
ル操作には連動していない）が設けられている。
給する分散用燃料噴射ノズル１２による第２燃料供給手
段１３が介装されるとともに、この分散用燃料噴射ノズ
ル１２の下流には絞り弁１４が配設され、この絞り弁１
４にはその開閉作動を行うアクチュエータ１５（アクセ
ル操作には連動していない）が設けられている。
上記吸気通路３の下流側部分は第２図に示すように、湾
曲形成されて吸入空気を燃焼室１の接線方向から導入
し、燃焼室１内にその周方向に沿ったスワールＳを生成
するスワールポートに形成され、このスワールにより、
第１燃料供給手段１１の成層用燃料噴射ノズル９から供
給され着火装置８にて着火された着火燃料を空気と十分
に混合させるとともに、火炎を燃焼室１全体に伝播させ
て、噴射燃料全体を十分に燃焼させるものである。
曲形成されて吸入空気を燃焼室１の接線方向から導入
し、燃焼室１内にその周方向に沿ったスワールＳを生成
するスワールポートに形成され、このスワールにより、
第１燃料供給手段１１の成層用燃料噴射ノズル９から供
給され着火装置８にて着火された着火燃料を空気と十分
に混合させるとともに、火炎を燃焼室１全体に伝播させ
て、噴射燃料全体を十分に燃焼させるものである。
上記第１燃料供給手段１１の燃料噴射ポンプ１０、第２
燃料供給手段１３の分散用燃料噴射ノズル１２および絞
り弁１４のアクチュエータ１５の作動は、制御手段１６
によって制御される。
燃料供給手段１３の分散用燃料噴射ノズル１２および絞
り弁１４のアクチュエータ１５の作動は、制御手段１６
によって制御される。
上記制御手段１６は、エンジンの要求負荷を例えばアク
セルセンサーによって検出する負荷検出手段１７からの
負荷信号を受けるとともに、エンジン回転センサー１８
からのエンジン回転信号、水温センサー１９からの水温
信号等を受け、成層用燃料噴射ノズル９からの燃料噴射
量および燃料噴射時期、分散用燃料噴射ノズル１２から
の燃料噴射量をそれぞれ制御するとともに、絞り弁１４
の閉作動時期を制御するものである 上記制御手段１６による燃料供給量制御は、負荷検出手
段１７の信号を受け、設定負荷以下の低・中負荷域にお
ける常用運転域では第２燃料供給手段１３による分散燃
料の供給は停止し、第１燃料供給手段１１による成層燃
料を供給して層状燃焼を行い、負荷の増加に応じてその
供給量を増加し、設定負荷を越えると成層燃料の供給量
を減少させるものである。一方、第２燃料供給手段１３
による分散燃料は、上記設定負荷近傍の負荷以上におい
て供給を開始し、第１燃料供給手段１１による成層燃料
の減少量を補うとともに、負荷の増加に応じて全供給量
が増加するよう分散用燃料の供給量を増加して層状燃焼
から均一燃焼に移行するものである。その際、各噴射毎
の噴射量、噴射回数はエンジン回転数に対応して設定す
る。
セルセンサーによって検出する負荷検出手段１７からの
負荷信号を受けるとともに、エンジン回転センサー１８
からのエンジン回転信号、水温センサー１９からの水温
信号等を受け、成層用燃料噴射ノズル９からの燃料噴射
量および燃料噴射時期、分散用燃料噴射ノズル１２から
の燃料噴射量をそれぞれ制御するとともに、絞り弁１４
の閉作動時期を制御するものである 上記制御手段１６による燃料供給量制御は、負荷検出手
段１７の信号を受け、設定負荷以下の低・中負荷域にお
ける常用運転域では第２燃料供給手段１３による分散燃
料の供給は停止し、第１燃料供給手段１１による成層燃
料を供給して層状燃焼を行い、負荷の増加に応じてその
供給量を増加し、設定負荷を越えると成層燃料の供給量
を減少させるものである。一方、第２燃料供給手段１３
による分散燃料は、上記設定負荷近傍の負荷以上におい
て供給を開始し、第１燃料供給手段１１による成層燃料
の減少量を補うとともに、負荷の増加に応じて全供給量
が増加するよう分散用燃料の供給量を増加して層状燃焼
から均一燃焼に移行するものである。その際、各噴射毎
の噴射量、噴射回数はエンジン回転数に対応して設定す
る。
すなわち、エンジンの負荷に対応した第１燃料供給手段
１１、第２燃料供給手段１３による燃料供給量制御は、
第３図に示すように行う。この第３図は負荷の変動に対
する燃料供給量Ｑの変動を空気過剰率λの変動とともに
示すものであって、前記絞り弁１４は基本的に全開状態
で各吸気行程での吸入空気量は一定であり、負荷の増加
に対し燃料供給量Ｑを増加して空気過剰率λを小さく
し、すなわち空燃比を濃くして出力制御を行うように設
けられている。燃料供給量Ｑにおいて、領域Ｉの燃料を
第１燃料供給手段１１から供給し、領域IIの燃料を第２
燃料供給手段１３から供給するものである。第１燃料供
給手段１１による成層燃料の供給はＡ点の設定負荷以下
では負荷の増加に応じて増大する一方、この設定負荷Ａ
点を越えると、第１燃料供給手段１１からの燃料供給を
減少し、Ｂ点を越えた高負荷時には、成層用燃料噴射ノ
ズル９のカーボンによる目詰まり防止と加熱防止のため
に少量噴射を継続するが、この状態での燃料供給量では
殆どピストンに対して仕事を与えないものであって、実
質的には停止状態となっている。
１１、第２燃料供給手段１３による燃料供給量制御は、
第３図に示すように行う。この第３図は負荷の変動に対
する燃料供給量Ｑの変動を空気過剰率λの変動とともに
示すものであって、前記絞り弁１４は基本的に全開状態
で各吸気行程での吸入空気量は一定であり、負荷の増加
に対し燃料供給量Ｑを増加して空気過剰率λを小さく
し、すなわち空燃比を濃くして出力制御を行うように設
けられている。燃料供給量Ｑにおいて、領域Ｉの燃料を
第１燃料供給手段１１から供給し、領域IIの燃料を第２
燃料供給手段１３から供給するものである。第１燃料供
給手段１１による成層燃料の供給はＡ点の設定負荷以下
では負荷の増加に応じて増大する一方、この設定負荷Ａ
点を越えると、第１燃料供給手段１１からの燃料供給を
減少し、Ｂ点を越えた高負荷時には、成層用燃料噴射ノ
ズル９のカーボンによる目詰まり防止と加熱防止のため
に少量噴射を継続するが、この状態での燃料供給量では
殆どピストンに対して仕事を与えないものであって、実
質的には停止状態となっている。
一方、上記第２燃料供給手段１３による分散燃料の供給
はＡ点の設定負荷以上で供給を開始し、これより負荷が
増加すると第１燃料供給手段１１による成層燃料の供給
減少を補うとともに、全体として負荷の増加に対応して
増加した燃料を供給するものである。
はＡ点の設定負荷以上で供給を開始し、これより負荷が
増加すると第１燃料供給手段１１による成層燃料の供給
減少を補うとともに、全体として負荷の増加に対応して
増加した燃料を供給するものである。
上記Ａ点の設定負荷は、その時点における空気過剰率λ
が均一混合気でも着火可能な着火限界の空気過剰率λ以
下となるような負荷状態に設定され、また、Ｂ点の負荷
は、その時点における空気過剰率λが層状燃焼によって
は空気利用率が低下してスモークが発生し始める空気過
剰率λ以上となるような負荷状態に設定される。
が均一混合気でも着火可能な着火限界の空気過剰率λ以
下となるような負荷状態に設定され、また、Ｂ点の負荷
は、その時点における空気過剰率λが層状燃焼によって
は空気利用率が低下してスモークが発生し始める空気過
剰率λ以上となるような負荷状態に設定される。
よって、上記Ａ点以下においては、燃料は燃焼室１の着
火装置８まわりに偏在して供給される層状燃焼領域であ
り、Ｂ点以上が燃焼室１全体に燃料が分散して供給され
る均一燃焼領域で、Ａ−Ｂ間が層状燃焼領域から均一燃
焼領域への移行領域である。
火装置８まわりに偏在して供給される層状燃焼領域であ
り、Ｂ点以上が燃焼室１全体に燃料が分散して供給され
る均一燃焼領域で、Ａ−Ｂ間が層状燃焼領域から均一燃
焼領域への移行領域である。
なお、第２燃料供給手段１３による分散燃料の供給開始
時期は、第１燃料供給手段１１による成層燃料の供給を
減少させる設定負荷Ａ点と一致させることなく、このＡ
点近傍の相前後した負荷状態で供給を開始するようにす
ればよい。
時期は、第１燃料供給手段１１による成層燃料の供給を
減少させる設定負荷Ａ点と一致させることなく、このＡ
点近傍の相前後した負荷状態で供給を開始するようにす
ればよい。
また、第１燃料供給手段１１による成層燃料供給と第２
燃料供給手段１３による分散燃料供給の切換えは、上記
の如く徐々に減少、増大するようにするほか、設定負荷
Ａ点とＢ点との間の負荷状態において、オン・オフ的に
切換えるようにしてもよい。
燃料供給手段１３による分散燃料供給の切換えは、上記
の如く徐々に減少、増大するようにするほか、設定負荷
Ａ点とＢ点との間の負荷状態において、オン・オフ的に
切換えるようにしてもよい。
次に、第４図は負荷変動に対し、第１燃料供給手段１１
による成層燃料の噴射時期（噴射開始時期）と点火時期
を示すものであり、前記Ａ点の設定負荷以下の成層化を
行う領域では、噴射時期は圧縮上死点近傍の点火時期よ
り所定量早い時期に設定され、噴射燃料が着火装置８ま
わりに有効に偏在した状態で着火を行う。また、この領
域における噴射時期と点火時期の間隔を短く（噴射時期
を遅く）設定し、燃焼温度（圧力）の上昇を抑制してＮ
Ｏｘの発生を低減している。
による成層燃料の噴射時期（噴射開始時期）と点火時期
を示すものであり、前記Ａ点の設定負荷以下の成層化を
行う領域では、噴射時期は圧縮上死点近傍の点火時期よ
り所定量早い時期に設定され、噴射燃料が着火装置８ま
わりに有効に偏在した状態で着火を行う。また、この領
域における噴射時期と点火時期の間隔を短く（噴射時期
を遅く）設定し、燃焼温度（圧力）の上昇を抑制してＮ
Ｏｘの発生を低減している。
上記Ａ点を越えてＢ点の分散化を行う領域に移行するの
に従って、噴射時期を進めて早い時期に噴射を行い、第
１燃料供給手段１１から噴射された燃料の偏在を小さく
して燃料室１全体に分散させるようにする。また、アイ
ドル運転時のような極低負荷時には燃料噴射時期および
点火時期は若干進めて安定性を向上している。
に従って、噴射時期を進めて早い時期に噴射を行い、第
１燃料供給手段１１から噴射された燃料の偏在を小さく
して燃料室１全体に分散させるようにする。また、アイ
ドル運転時のような極低負荷時には燃料噴射時期および
点火時期は若干進めて安定性を向上している。
なお、第４図では点火時期は負荷変動に対して略一定に
設定しているが、これは負荷の増大に応じて点火時期を
進めるように変化させてもよい。
設定しているが、これは負荷の増大に応じて点火時期を
進めるように変化させてもよい。
また、制御手段１６による絞り弁１４の開閉制御は、基
本的には絞り弁１４を全開状態としてノンスロットル運
転を行うものである。この絞り弁１４の閉作動時期は、
例えば、エンジン始動時に空燃比をリッチ化して良好な
始動性を得るため、または、水温センサー１９により検
出した水温が設定温度より低い冷機時もしくは触媒装置
７の温度が低いときに吸入空気量を減少して早期に温度
上昇を図るため、および、燃料供給が停止されている減
速時に触媒温度の低下を防止するとともにエンジンブレ
ーキ性能を向上するために、それぞれ絞り弁１４を閉じ
るように制御されるものである。
本的には絞り弁１４を全開状態としてノンスロットル運
転を行うものである。この絞り弁１４の閉作動時期は、
例えば、エンジン始動時に空燃比をリッチ化して良好な
始動性を得るため、または、水温センサー１９により検
出した水温が設定温度より低い冷機時もしくは触媒装置
７の温度が低いときに吸入空気量を減少して早期に温度
上昇を図るため、および、燃料供給が停止されている減
速時に触媒温度の低下を防止するとともにエンジンブレ
ーキ性能を向上するために、それぞれ絞り弁１４を閉じ
るように制御されるものである。
よって、上記実施例の層状給気エンジンによれば、設定
負荷Ａ点以下の低・中負荷における常用運転領域では、
層状燃焼を行って良好な着火性を得るとともに、希薄燃
焼を可能として燃費性、エミッション性を向上すると同
時に、この成層領域においては、絞り弁１４を閉じるこ
となく吸入空気量を一定として、第１燃料供給手段１１
による燃料供給量によって出力制御を行うようにしたこ
とにより、絞り弁１４の絞り作動に伴うポンピングロス
を大幅に低減することができ、燃費性がより一層向上す
る。
負荷Ａ点以下の低・中負荷における常用運転領域では、
層状燃焼を行って良好な着火性を得るとともに、希薄燃
焼を可能として燃費性、エミッション性を向上すると同
時に、この成層領域においては、絞り弁１４を閉じるこ
となく吸入空気量を一定として、第１燃料供給手段１１
による燃料供給量によって出力制御を行うようにしたこ
とにより、絞り弁１４の絞り作動に伴うポンピングロス
を大幅に低減することができ、燃費性がより一層向上す
る。
また、上記設定負荷Ａ点を越えた高負荷運転域では層状
燃焼から均一燃焼に移行して空気利用率を増大してスモ
ークの発生を伴うことなく高出力運転を行うものであ
り、オープンチャンバ形状の燃焼室での燃焼と相俟って
全領域において良好な運転性能と、ポンピングロスの低
減による燃費性の改善が行える。
燃焼から均一燃焼に移行して空気利用率を増大してスモ
ークの発生を伴うことなく高出力運転を行うものであ
り、オープンチャンバ形状の燃焼室での燃焼と相俟って
全領域において良好な運転性能と、ポンピングロスの低
減による燃費性の改善が行える。
なお、前記第２燃料供給手段１３は、分散用燃料噴射ノ
ズル１２による燃料噴射方式に代えて、気化器を使用し
て吸気通路３に分散燃料を供給するようにしてもよい。
ズル１２による燃料噴射方式に代えて、気化器を使用し
て吸気通路３に分散燃料を供給するようにしてもよい。
第５図は上記実施例における燃料供給制御の変形例を示
すものである。設定負荷Ａ点を越えて層状燃焼から均一
燃焼に移行する際に、第２燃料供給手段１３から極少量
の燃料を供給することは分散用燃料噴射ノズル１２の噴
射特性からその供給が不安定となるとともに、偏在する
成層燃料に対し極少量の分散燃料の存在は、分散燃料が
過薄であって燃焼しない恐れがあることから、この切換
え時に出力低下が発生するのを防止するためのものであ
る。すなわち、この切換え時に第１燃料供給手段１１か
らの供給量を比較的大きな所定量△Ｑ減少させる一方、
第２燃料供給手段１３からの供給開始時の初期供給量を
上記減少量△Ｑに見合う所定量△Ｑ′として両者に段を
もって切換え、全体供給量を一定にして出力変動を抑え
るようにしたものである。
すものである。設定負荷Ａ点を越えて層状燃焼から均一
燃焼に移行する際に、第２燃料供給手段１３から極少量
の燃料を供給することは分散用燃料噴射ノズル１２の噴
射特性からその供給が不安定となるとともに、偏在する
成層燃料に対し極少量の分散燃料の存在は、分散燃料が
過薄であって燃焼しない恐れがあることから、この切換
え時に出力低下が発生するのを防止するためのものであ
る。すなわち、この切換え時に第１燃料供給手段１１か
らの供給量を比較的大きな所定量△Ｑ減少させる一方、
第２燃料供給手段１３からの供給開始時の初期供給量を
上記減少量△Ｑに見合う所定量△Ｑ′として両者に段を
もって切換え、全体供給量を一定にして出力変動を抑え
るようにしたものである。
なお、上記第２燃料供給手段１３による初期供給量△
Ｑ′は、第１燃料供給手段１１による成層供給量に対
し、全体に分散して良好に燃焼するだけの分散空燃比が
得られるように設定する。
Ｑ′は、第１燃料供給手段１１による成層供給量に対
し、全体に分散して良好に燃焼するだけの分散空燃比が
得られるように設定する。
次に、第６図は他の実施例における負荷の変動に対する
燃料噴射時期の制御を示すものであり、第１図に示す例
では第２燃料供給手段１３の分散用燃料噴射ノズル１２
は吸気通路３の途中に介装するようにしているが、この
第２燃料供給手段１３の分散用燃料噴射ノズル１２を第
１燃料供給手段１１の成層用燃料噴射ノズル９と同様に
燃焼室１内に開口するように配設した場合についてのも
のである。
燃料噴射時期の制御を示すものであり、第１図に示す例
では第２燃料供給手段１３の分散用燃料噴射ノズル１２
は吸気通路３の途中に介装するようにしているが、この
第２燃料供給手段１３の分散用燃料噴射ノズル１２を第
１燃料供給手段１１の成層用燃料噴射ノズル９と同様に
燃焼室１内に開口するように配設した場合についてのも
のである。
この第６図の例においては、第１燃料供給手段１１によ
る燃料噴射時期は、第４図に示したものの特性とほぼ同
一であり、これに対して第２燃料供給手段１３により燃
焼室１に直接供給する分散燃料の噴射時期は、上記第１
燃料供給手段１１による燃料噴射時期より早く、吸気行
程から圧縮行程初期の間に噴射を完了するように設定
し、第２燃料供給手段１３による供給燃料が吸入空気と
の混合によって燃焼室１内に均一分散するようにして、
均一燃焼を得るものである。
る燃料噴射時期は、第４図に示したものの特性とほぼ同
一であり、これに対して第２燃料供給手段１３により燃
焼室１に直接供給する分散燃料の噴射時期は、上記第１
燃料供給手段１１による燃料噴射時期より早く、吸気行
程から圧縮行程初期の間に噴射を完了するように設定
し、第２燃料供給手段１３による供給燃料が吸入空気と
の混合によって燃焼室１内に均一分散するようにして、
均一燃焼を得るものである。
第１図は本発明の一実施例による層状給気エンジンの概
略構成図、 第２図は燃焼室を模式的に示した平面図、 第３図は負荷に対する燃料供給量の制御を空気過剰率と
ともに示す特性図、 第４図は負荷変動に対し第１燃料供給手段による成層燃
料の噴射時期と点火時期を示す特性図、 第５図は負荷変動に対する燃料供給制御の変形例を示す
特性図、 第６図は他の実施例における負荷の変動に対する燃料噴
射時期の制御を示す特性図である。 １……燃焼室、３……吸気通路 ８……着火装置 ９……成層用燃料噴射ノズル １０……燃料噴射ポンプ １１……第１燃料供給手段 １２……分散用燃料噴射ノズル １３……第２燃料供給手段 １６……制御手段、１７……負荷検出手段
略構成図、 第２図は燃焼室を模式的に示した平面図、 第３図は負荷に対する燃料供給量の制御を空気過剰率と
ともに示す特性図、 第４図は負荷変動に対し第１燃料供給手段による成層燃
料の噴射時期と点火時期を示す特性図、 第５図は負荷変動に対する燃料供給制御の変形例を示す
特性図、 第６図は他の実施例における負荷の変動に対する燃料噴
射時期の制御を示す特性図である。 １……燃焼室、３……吸気通路 ８……着火装置 ９……成層用燃料噴射ノズル １０……燃料噴射ポンプ １１……第１燃料供給手段 １２……分散用燃料噴射ノズル １３……第２燃料供給手段 １６……制御手段、１７……負荷検出手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 沖本 晴男 広島県安芸郡府中町新地３番１号 東洋工 業株式会社内 (72)発明者 河野 誠公 広島県安芸郡府中町新地３番１号 東洋工 業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭54−47924（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−140728（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】副室を持たないオープンチャンバ形状の燃
焼室と、燃焼室内に配設された着火装置と、燃焼室に臨
んで配設され上記着火装置まわりに燃料を成層供給する
第１燃料供給手段と、燃焼室内に燃料を分散供給する第
２燃料供給手段と、吸入空気量を規制するアクセルと非
連動の吸気絞り弁と、エンジンの要求負荷を検出する負
荷検出手段と、上記負荷検出手段の信号を受けて前記第
１燃料供給手段、第２燃料供給手段および吸気絞り弁の
作動を制御する制御手段とを備え、該制御手段は、設定
負荷以下の運転域では吸気絞り弁を開いて各吸気行程で
の吸入空気量を一定とするとともに、第２燃料供給手段
による燃料供給を停止し、負荷の増加に応じて第１燃料
供給手段からの燃料供給量を増加して出力制御を行う一
方、上記設定負荷を越えると第１燃料供給手段による燃
料供給量を減少させて実質的に停止状態とするととも
に、上記設定負荷近傍の負荷以上において第２燃料供給
手段からの燃料供給を開始して分散供給に切換え、負荷
の増加とともに第２燃料供給手段による燃料供給量を増
加して出力制御を行うことを特徴とする層状給気エンジ
ン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58138488A JPH0639923B2 (ja) | 1983-07-28 | 1983-07-28 | 層状給気エンジン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58138488A JPH0639923B2 (ja) | 1983-07-28 | 1983-07-28 | 層状給気エンジン |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6030435A JPS6030435A (ja) | 1985-02-16 |
| JPH0639923B2 true JPH0639923B2 (ja) | 1994-05-25 |
Family
ID=15223266
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58138488A Expired - Lifetime JPH0639923B2 (ja) | 1983-07-28 | 1983-07-28 | 層状給気エンジン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0639923B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE69430596T2 (de) * | 1993-12-28 | 2002-11-14 | Hitachi Ltd | Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2418475A1 (de) * | 1974-04-17 | 1975-10-30 | Daimler Benz Ag | Fremdgezuendete brennkraftmaschine mit zuendkammer |
| JPS5447924A (en) * | 1977-09-26 | 1979-04-16 | Toyota Motor Corp | Fuel injection device for internal combustion engine with sub chamber |
-
1983
- 1983-07-28 JP JP58138488A patent/JPH0639923B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6030435A (ja) | 1985-02-16 |
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